JP2005353572A - 蛍光管駆動装置、液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蛍光管に対する高圧印加時のリーク電流を抑制し発光効率の向上を図る。
【解決手段】 ドライブ・制御回路５からの交流電圧の供給を受けるトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bとして、互いの二次巻線Ｎ２に得られる交流電圧の極性が逆極性となるように接続し、これによって冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10a、端子ｔ10bに対してそれぞれ逆極性となる交流電圧を印加する。冷陰極蛍光管１０の片側の端子のみに交流電圧を印加する構成と比較して、各端子に印加すべき電圧レベルを半減することができ、これによってリーク電流の低減を図ることができる。また両側から電圧を印加するので、高圧印加側のみが明るく点灯する等の輝度ムラの低減も図られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、蛍光管を発光駆動するための蛍光管駆動装置、及び液晶ディスプレイ装置に関する。

例えば、液晶ディスプレイのような自己発光型でないディスプレイ装置においては、光源として冷陰極蛍光管を用いたバックライトが備えられる。
図７は、このような液晶ディスプレイ装置に備えられるバックライトとしての冷陰極蛍光管を駆動するための蛍光管駆動装置として、その従来の構成を簡略的に示している。
図７において、先ずドライブ・制御回路５０は、内部にスイッチング素子等を備えて、図示されない直流電源の供給を受けて交流電圧を生成する。このドライブ・制御回路５０により生成される交流電圧は、トランスＴＲの一次巻線Ｎ１に供給される。

トランスＴＲは昇圧又は降圧型のトランスとされて、ドライブ・制御回路５０の出力に基づく交流電圧を二次巻線Ｎ２に励起する。
トランスＴＲの二次巻線Ｎ２は、その一方の端部が冷陰極蛍光管１０の一方の端子ｔ10aに接続され、二次巻線Ｎ２の他方の端部は冷陰極蛍光管１０の他方の端子ｔ10bに接続されると共に、これらの接続点がアースに接続される。

従来においては、このように冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10b側をアース電位、或いはそれに近い電位とし、端子ｔ10a側に交流電圧を印加するように構成される。
つまり、この場合の蛍光管駆動装置においては、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10aに対して、例えば図８に示すようにして０レベルを基準として±Ｖレベルとなる電圧Ｖを印加することで、冷陰極蛍光管１０を発光駆動するようにされる。

なお、関連する従来技術については、以下の特許文献を挙げることができる。
特開平１１−８０８７号公報

ところで、近年においてはディスプレイ装置の大画面化が進み、バックライトとして用いる冷陰極蛍光管としても長尺化が進んでいる。
このように長尺化が進むと、その分、冷陰極蛍光管を駆動するためにより高い電圧を印加する必要がある。
そして、駆動電圧が高圧となると、冷陰極蛍光管とその周囲との容量結合成分を通じて流れるリーク電流成分が増大することとなる。このリーク電流は、冷陰極蛍光管の発光に寄与しないので、その増大によっては発光効率の低下を招くことになる。

また、リーク電流成分が増大することによっては、冷陰極蛍光管１０の電圧印加側とは反対側（つまりアース接地側）となるにつれて、発光輝度が低下してしまうといった現象が起こる。つまり、冷陰極蛍光管１０の長手方向において、端子ｔ10a側が明るく、端子ｔ10b側が暗いというような輝度ムラが発生してしまうものである。

これらのことから、図７に示した従来の構成によると、ディスプレイの大画面化により冷陰極蛍光管の長尺化が進むにつれて、リーク電流が増大して発光効率が悪化すると共に、輝度ムラの発生が助長されてしまうという問題が生じる。

なお、上記した特許文献１には、冷陰極蛍光管を駆動するためのドライブ回路とトランスを２組用意し、これらドライブ回路とトランスの組を冷陰極蛍光管の両端に配置した上で、それぞれから逆極性の電圧を印加する構成が記載されている。このように両端から逆極性の電圧を印加する構成としたことで、このときの冷陰極蛍光管には、それぞれの端子に印加する電圧の２倍のレベルの電圧を印加することができる。つまりこの場合、それぞれのドライブ回路・トランスにより印加すべき電圧レベルは、１組のドライブ回路・トランスのみで冷陰極蛍光管を駆動する場合の１／２に低減することができる。このように、蛍光管の端子に印加すべき電圧レベルが低下することで、リーク電流が低減されて高効率化が図られる。さらに、この場合は片側からのみでなく両側から電圧を印加するので、冷陰極蛍光管の片側において輝度が低下する等といった輝度ムラの現象も抑制することができるようになる
しかしながら、このような特許文献１の構成によると、１本の冷陰極蛍光管につき、少なくともドライブ回路、制御回路、トランスの組を複数備えなくてはならない。例えば、４０インチクラスのディスプレイでは、冷陰極蛍光管が２０本程度使用されるので、このように１本の冷陰極蛍光管につきドライブ回路、制御回路、トランスの組を複数備えるとなると、回路面積、及び製造コストは相当に増大化してしまう。

そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、蛍光管駆動装置として以下のように構成することとした。
つまり、直流電源電圧をスイッチングするスイッチング手段と、上記スイッチング手段の出力電圧に基づきそれぞれの一次巻線から二次巻線に対して励起される交流電圧として、互いが逆極性となる交流電圧を得るようにされた第１のトランスと第２のトランスとを備える。
そして、上記第１のトランスと上記第２のトランスとが、上記蛍光管の長手方向の両端に位置するように配置した上で、上記第１のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を上記蛍光管の一方の端子に印加し、上記第２のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を蛍光管の他方の端子に印加するように構成したものである。

また、本発明では液晶ディスプレイ装置として以下のように構成することとした。
つまり、少なくとも液晶パネルと蛍光管によるバックライト部とを備えて画像表示を行う液晶ディスプレイ装置であって、上記蛍光管を発光駆動するための蛍光管駆動部として、先ず、直流電源電圧をスイッチングするスイッチング手段を備える。
さらに、上記スイッチング手段の出力電圧に基づきそれぞれの一次巻線から二次巻線に対して励起される交流電圧として、互いが逆極性となる交流電圧を得るようにされた第１のトランスと第２のトランスとを備える。
その上で、上記第１のトランスと上記第２のトランスとが、上記蛍光管の長手方向の両端に位置するように配置した上で、上記第１のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を上記蛍光管の一方の端子に印加し、上記第２のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を蛍光管の他方の端子に印加するように構成した蛍光管駆動部を備えるものである。

上記構成によれば、第１のトランスと第２のトランスとでは、１つのスイッチング手段（ドライブ回路）による出力電圧に基づき、互いが逆極性となる交流電圧が二次巻線に得られる。その上で、これら第１のトランスと第２のトランスの二次巻線に得られた互いが逆極性となる交流電圧が、蛍光管の両側から印加されることになる。
このようにして蛍光管の両側からそれぞれ逆極性による交流電圧を印加する構成としたことで、この場合の蛍光管の各端子に印加すべき電圧レベルは、従来のように１つのトランスによる出力を蛍光管の片側の端子のみに印加する構成とした場合の１／２のレベルに低減することができる。つまり、このように各端子に印加すべき電圧レベルを低減することができることで、その分リーク電流の低減も図ることができる。
また、このように蛍光管の両側から電圧を印加する構成としたことで、例えば片側のみに高圧を印加する場合のように電圧印加側のみが明るくなる等といった輝度ムラの低減を図ることもできる。
その上で本発明では、１つのドライブ回路の出力電圧に基づいて、第１のトランスと第２のトランスとでそれぞれ逆極性となる電圧を得る構成としているので、蛍光管の両側にトランスとドライブ回路の双方を設ける必要はないものとすることができる。

上記のようにして本発明によれば、蛍光管に印加すべき電圧レベルは従来の１／２に低減され、これによってリーク電流の低減が図られる。そして、このようにリーク電流の低減が図られることで、発光効率の向上が図られる。
また、２つのトランスにより蛍光管の両側から電圧を印加する構成としたことで、輝度ムラの抑制を図ることができる。
さらに、本発明としては、１つのドライブ回路の出力電圧に基づいて、第１のトランスと第２のトランスとでそれぞれ逆極性となる電圧を得る構成としているので、蛍光管の両側にトランスとドライブ回路の双方を設ける必要はなくなり、蛍光管の両側にトランスとドライブ回路の双方を設ける場合よりも回路面積及び回路製造コストの削減が図られる。

さらに、本発明では、第１及び第２のトランスを蛍光管の両端に位置するように配置していることで、各トランスの二次巻線と蛍光管の各端子とを接続するための配線の長さを極力短くすることができる。そして、このように二次巻線から蛍光管の端子までの配線長を短くすることができれば、リーク電流のさらなる抑制を図ることができ、これによって発光効率のさらなる向上を図ることができる。

また、上記のようにトランスを２つ設けて、蛍光管の端子に対して印加すべき電圧レベルを従来よりも低減できることで、この場合の第１のトランスと第２のトランスのコアサイズとしても、従来のようにトランスを１つのみとして高圧を印加する場合と比較して小さいものとすることができる。
これによれば、従来よりもトランスのコアを薄型に構成することができ、これによって蛍光管駆動装置、ひいては液晶ディスプレイ装置としても従来より薄型に構成することが可能となる。

以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
先ずは、図１のブロック図を参照して、実施の形態としての蛍光管駆動装置を備えて構成される、実施の形態としての液晶ディスプレイ装置２０について説明する。
図１において、先ず図示する映像端子ｔｖからは映像信号が入力される。この映像信号はパネル駆動部２１と調光部２４とに対して供給される。
パネル駆動部２１は、入力された映像信号について必要な映像信号処理を行って、入力された映像信号に基づく画像表示が行われるように液晶パネル２２を駆動するための駆動信号を生成する。
液晶パネル２２は、このようにパネル駆動部２１にて生成された駆動信号に応じた動作を行うことで上記映像信号に応じた画像表示を行うことになる。

調光部２４は、バックライト部２３の光量を調整するための調光信号Ａｐを生成する。
この場合、バックライト部２３の光量調整は、第１に、上記のようにして供給される映像信号に基づいて行われる。すなわち、調光部２４は、入力される映像信号から表示されるべき画像の輝度情報を検出し、この輝度情報に応じた光量となるように調光信号Ａｐの設定を行う。
また、第２として、図示する光センサ２５にて検出される光量情報に基づいても行われる。この光センサ２５は、例えば当該ディスプレイ装置２０の筐体外部に表出した部分にて光量検出を行うように構成されて、当該ディスプレイ装置２０が置かれた環境の光量を検出するようにされる。調光部２４は、このような光センサ２５からの光量情報に応じても調光信号Ａｐの設定を行うようにされる。
さらに第３として、ユーザの手動操作に応じても調整を行うようにされる。この手動による調整は、例えば各種設定のためのメニュー画面から「明るさ調整」等の項目を選択して行うことができる。
このような手動による調整は、図示する操作部２６を介して行うことができる。調光部２４はこの操作部２６からの操作情報に応じた調光信号Ａｐの設定も行うようにされる。
これら映像信号、光センサ２５からの光量情報、及び操作入力に応じて調光部２４にて設定された調光信号Ａｐは、蛍光管駆動装置１（２，３）に対して供給される。
なお、操作部２６としてはリモートコントローラを用いたユーザインタフェースとすることもできる。

蛍光管駆動回路１（２，３）は、本発明における各実施の形態として蛍光管駆動装置を示すものである。なお、各実施の形態の蛍光管駆動装置１，２，３の詳細については後述する。

バックライト部２３は、この場合は冷陰極蛍光管を光源として備えて構成され、後述するようにして蛍光管駆動装置１（２，３）によって生成される駆動電圧の印加に応じて発光駆動される。この際、バックライト部２３の光量の調整は、上記のようにして調光部２４が生成した調光信号Ａｐに基づき、蛍光管駆動装置１（２，３）での上記駆動電圧の生成レベルが調整されることで行われるようになっている。

続いて、図２〜図４により、本発明における第１の実施の形態としての蛍光管駆動装置１について説明する。
図２は、第１の実施の形態としての蛍光管駆動装置１の構成例について示した図である。
なお、この図においては図１に示したバックライト部２３も示されている。ここでは説明の便宜上、バックライト部２３においては冷陰極蛍光管１０が１本のみ備える例を示す。

図２において、第１の実施の形態の蛍光管駆動装置１としては、図示する冷陰極蛍光管１０を駆動するにあたり、少なくとも１つのドライブ・制御回路５（スイッチング手段及びスイッチング駆動手段）と共に、トランスＴＲ1a（第１のトランス）とトランスＴＲ1b（第２のトランス）とによる２つのトランスを備えるものとされている。

先ず、ドライブ・制御回路５に対しては、先の図１にて示した調光部２４からの調光信号Ａｐが供給されている。このドライブ・制御回路５は、図示されない直流電源電圧を入力して交流電圧を生成するものとされ、この交流電圧を図示するトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bのそれぞれの一次巻線Ｎ１に対して供給するようにされている。なお、このドライブ・制御回路５の内部構成については後述する。

トランスＴＲ1aの一次巻線に得られた交流電圧は、このトランスＴＲ1aの二次側に巻装された二次巻線Ｎ２に励起される。この場合、トランスＴＲ1aにおける一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２との巻方向は、図示するように同方向とされ、これら一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２とには同極性の交流電圧が得られるようになっている。

なお、ここで言う巻方向とは、巻き始めから巻き終わりへの方向を指す。

トランスＴＲ1aの二次巻線Ｎ２の巻き始め端部は、冷陰極蛍光管１０の一方の端子ｔ10aに対して接続される。そして、二次巻線Ｎ２の巻き終わり端部は、図示する電流検出抵抗Ｒ１を介してアースに接続されている。
これによって冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10aに対しては、トランスＴＲ1aにおいて一次巻線Ｎ１から二次巻線Ｎ２に励起された交流電圧が印加されるものとなる。
なお、これら二次巻線Ｎ２の他方の端部と電流検出抵抗Ｒ１との接続点からは、図示するようにしてドライブ・制御回路５に対して検出ラインＬn1が入力されるものとなるが、これについては後述する。

また、実施の形態の蛍光管駆動装置１では、上記のようなトランスＴＲ1aに対して、トランスＴＲ1bを設けるものとしている。
この場合、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとは、それぞれが同等の特性となるように構成される。つまり、例えば使用する巻線やコア、一次巻線Ｎ１、二次巻線Ｎ２の各巻数、及びコアに形成するギャップ長が同等とされるなどして、それぞれの特性が同等となるようにされる。
また、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとは、図示するようにして冷陰極蛍光管１０の長手方向の両側に位置するように配置される。すなわち、トランスＴＲ1aは、冷陰極蛍光管１０の一方の端子側（端子ｔ10a側）に配置され、トランスＴＲ1bが冷陰極蛍光管１０の他方の端子側（端子ｔ10b側）に配置される。

図示するようにして、トランスＴＲ1b側の一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、トランスＴＲ1a側の一次巻線Ｎ１の巻き始め端部に対して接続される。また、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部に対して、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部が接続される。
このような接続形態により、この場合のトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとは並列に接続されていることになる。
また、上記接続形態によれば、互いの一次巻線Ｎ１の巻方向は同じであるが、電圧供給源となるドライブ・制御回路５からみれば、接続方向は逆方向となっており、これによって互いの一次巻線Ｎ１に得られる交流電圧はそれぞれ逆の極性となるようにされる。

そして、トランスＴＲ1bにおいては、トランスＴＲ1aの場合と同様に一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の巻方向が同方向とされている。つまり、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10bには、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１に得られる交流電圧と同極性の交流電圧が印加される。
その上で、この二次巻線Ｎ２の巻き終わり端部はアースに接続され、巻き始め端部は冷陰極蛍光管１０の他方の端子ｔ10bに対して接続される。このような構成によれば、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10bに対しては、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１から二次巻線Ｎ２に対して励起される、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１に得られる交流電圧とは逆極性となる交流電圧が印加される。つまりは、この場合の冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10aと端子ｔ10bとには、それぞれ逆極性による交流電圧が印加されるようになっているものである。

このようにして、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10aと端子t10bとにそれぞれ逆極性の交流電圧を印加するものとしたことで、この場合の端子ｔ10aと端子ｔ10bとのそれぞれには、次の図３に示すような電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を印加するようにされる。
すなわち、先の図７に示した従来の構成において、端子ｔ10aに印加すべき電圧レベルを「Ｖ」とした場合に、図３（ａ）（ｂ）にそれぞれ示すようにしてこの「Ｖ」の半分の「１／２Ｖ」のレベルによる電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を印加するようにされる。
この場合は、端子ｔ10aと端子ｔ10bに対して印加される交流電圧は、上記もしているように極性が逆とされることから、例えば端子ｔ10aに対して「＋１／２Ｖ」による電圧Ｖ１が印加される場合には、端子ｔ10bに対して「−１／２Ｖ」による電圧Ｖ２が印加されることになる。すなわち、このように「１／２Ｖ」レベルによるそれぞれ逆極性の電圧が印加されることで、結果的に冷陰極蛍光管１０に対しては「Ｖ」レベルの電圧を印加することができる。
このことから、この場合は先の図７の従来の構成の場合の半分のレベルによる交流電圧を冷陰極蛍光管１０の両側から印加することで、結果的に従来の構成と同様の駆動電圧を冷陰極蛍光管１０に対して印加することができる。

図４には、ドライブ・制御回路５の内部構成例を示す。
この図においても、図２に示したトランスＴＲ1aと、共振コンデンサＣ１と、検出ラインＬn1が示されている。
先ず、このドライブ・制御回路５には、図示するようにして発振・ドライブ回路６と、この場合はＮＰＮ型のトランジスタとされたスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２、及び比較器７が備えられている。
図示するようにしてスイッチング素子Ｑ１のコレクタは、ドライブ・制御回路５に対して供給される直流電源電圧Ｖinの正極側に接続され、エミッタはスイッチング素子Ｑ２のコレクタに対して接続される。また、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、直流電源電圧Ｖinの負極側に接続される。

そして、スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点（スイッチング出力点）は、図示する共振コンデンサＣ１の直列接続を介して、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部が接続される。つまり、図２において説明したようにこの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部は、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部と接続されていることから、上記スイッチング出力点は、共振コンデンサＣ１の直列接続を介してこれらトランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部とトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部との接続点に対して接続されている。

また、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、スイッチング素子Ｑ２のエミッタに対して接続される。つまり、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、トランスＴＲ1aの巻き終わり端部とトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部との接続点に対して接続されていることになる。
さらに、これらスイッチング素子Ｑ２のエミッタと、トランスＴＲ1aの巻き終わり端部とトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部の接続点との接続点は、図示するようにアースに接続される。

発振・ドライブ回路６は、内部に発振器を備え、その発振信号に基づいて上記したスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とを交互にオン／オフするように駆動する。
このようにしてスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とが交互にオン／オフするようにされることで、これらスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２のスイッチング出力点と接続されたトランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１、及びトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１には、交流電流が流されるようになる。そして、このように各一次巻線Ｎ１に交流電流が得られることで、各一次巻線Ｎ１には交流電圧が生じ、これによって上記もしているようにトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bの二次巻線Ｎ２に対しても交流電圧が得られるものとなる。

ここで、この場合の発振・ドライブ回路６は、図示する検出ラインＬn1からの入力に基づく比較器７から制御信号に応じて、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数を制御する。
この場合、図２にて示したように電流検出抵抗Ｒ１はトランスＴＲ1aの二次巻線Ｎ２の巻き終わり端部とアースとの間に挿入され、検出ラインＬn1にはトランスＴＲ1aの二次巻線Ｎ２に流れる電流に応じたレベルの検出電圧が得られることになる。そして、比較器７は、検出ラインＬn1を介して供給されるこの検出電圧に応じたレベルの制御信号を発振・ドライブ回路６に対して出力するようにされる。
発振・ドライブ回路６では、このような比較器７からの制御信号レベルに応じて、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２のスイッチング周波数を制御するようにされる。これによって、二次巻線Ｎ２に流れる電流レベルが設定されたレベルで一定となるように制御が行われる。すなわち、冷陰極蛍光管１０の発光量は一定に制御される。

また、この場合、発振・ドライブ回路６に対しては、先の図２に示したようにドライブ・制御回路５に供給された調光部２４からの調光信号Ａｐが入力される。発振・ドライブ回路６は、この調光信号Ａｐに応じても上記スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２についてのスイッチング周波数制御を行うことになる。つまり、二次巻線Ｎ２に流れる電流レベルはこの調光信号Ａｐに応じても制御されるもので、これによってバックライト部２３での光量はこの調光信号Ａｐに応じて制御される。

なお、この場合、発振・ドライブ回路６としては、トランスＴＲ1ａ側に設けられた電流検出抵抗Ｒ１による検出電圧のみに基づいて上記のような安定化動作を行うようにされているが、上述もしたようにこの場合はトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとは同等の特性となるように構成されているので、トランスＴＲ1aの二次巻線電流についての安定化制御は、トランスＴＲ1bの二次巻線電流についても等しく作用することになる。
つまり、このようにトランスＴＲ1a側の二次巻線電流についての安定化を行うことで、結果的にトランスＴＲ1b側の二次巻線電流についても同様に安定化を行うことができるものである。

ここで、この図４においても示されるように、実施の形態の蛍光管駆動装置１においては、共振コンデンサＣ１を一次巻線Ｎ１と直列に接続するものとしているが、これは以下のような理由による。
先の図２の説明から理解されるように、実施の形態では、ドライブ・制御回路５に対して、冷陰極蛍光管１０の両側に位置するように配置したトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとを備えるものとしている。これによると、ドライブ・制御回路５により生成される交流電圧を供給するにあたり、このドライブ・制御回路５側に配置されたトランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１への配線は比較的短いものとできるが、他方のトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１への配線は、少なくとも冷陰極蛍光管１０の長さ以上に引き回す必要がある。
この際、ドライブ・制御回路５から各一次巻線Ｎ１へと流れる電流は比較的高周波とされるため、このようにドライブ・制御回路５から一次巻線Ｎ１への配線が長くなるようにされると、このラインにおけるノイズ輻射が懸念される。
そこで、各トランスＴＲの一次巻線Ｎ１と直列となるように共振コンデンサＣ１を挿入することで、この共振コンデンサＣ１のキャパシタンスと一次巻線Ｎ１のリーケージインダクタンスによって共振回路を形成し、これによって各トランスＴＲの一次側に流れる電流を正弦波状とすることができる。つまり、これによりドライブ・制御回路５側からトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１側を接続するラインを流れる高周波電流に発生する高調波を低減でき、ノイズ輻射の抑制を図ることができるものである。

これまでで説明してきたように、本実施の形態の蛍光管駆動装置１によれば、冷陰極蛍光管１０の両端からそれぞれ逆の極性による交流電圧を印加する構成としたことで、冷陰極蛍光管１０の端子に印加すべき電圧レベルは、従来のように１つのトランスによる出力を冷陰極蛍光管１０の片側の端子のみに印加する構成とした場合の１／２のレベルに低減できる。そして、このように冷陰極蛍光管１０の端子に印加すべき電圧レベルを低下させることができることで、その分、リーク電流を低減することができる。
このようにしてリーク電流の低減が図られることで、発光効率の向上が図られる。

また、このように冷陰極蛍光管１０の両側から交流電圧を印加する構成としたことで、例えば従来のように片側の端子のみに高圧を印加する場合のように電圧印加側のみが明るくなる等といった輝度ムラの低減を図ることができる。

さらに、本実施の形態の蛍光管駆動装置１によれば、上記のように冷陰極蛍光管１０の両側から交流電圧を印加する構成を実現するにあたり、駆動用の交流電圧を生成するドライブ・制御回路５から交流電圧の供給を受けるトランスとして、それぞれ二次巻線に逆の極性による交流電圧が得られるように接続した２つのトランスを設けるようにしたことで、それぞれ逆極性の交流電圧を生成するためのドライブ回路を冷陰極蛍光管１０の両側に設けなくてもよいものとすることができる。
つまり、この点で、冷陰極蛍光管１０の両側から交流電圧を印加する構成を実現するにあたっての、回路面積や回路製造コストの増加の抑制が図られているものである。

またさらに、上述のようにしてトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bを設けて冷陰極蛍光管１０の両側から交流電圧を印加する構成としたことで、この場合のトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bのコアサイズとしても、従来のトランスを１つのみとして冷陰極蛍光管１０の片側のみに高圧を印加するようにされた構成と比較して小さいものとすることができる。
これによれば、従来よりもトランスＴＲのコアを薄型に構成することができ、バックライト部２３、ひいては液晶ディスプレイ装置２０としても従来より薄型に構成することが可能となる。

ここで、本実施の形態では、上記もしているようにトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bが冷陰極蛍光管１０の両側に位置するようにして配置するものとしているが、これは以下のような理由による。
例えば、仮にトランスＴＲ1bをトランスＴＲ１aと同じ側に配置した場合は、トランスＴＲ1bの二次巻線Ｎ２から冷陰極蛍光管の他方の端子までの配線は、少なくとも冷陰極蛍光管１０の長さ以上に引き回す必要がある。そして、このように二次巻線Ｎ２から冷陰極蛍光管１０の端子までの配線が長くなることによっては、その分、リーク電流レベルも増加してしまうこととなる。つまり、このように二次巻線Ｎ２から冷陰極蛍光管１０の端子までの配線が長くなるようにされてしまう場合は、印加電圧のレベルの低減化によるリーク電流の抑制効果も薄れてしまうことになる。特に、冷陰極蛍光管のように比較的高圧高周波の駆動電圧を印加する構成においては、このような二次巻線Ｎ２から冷陰極蛍光管の端子までの配線長が長くなることによるリーク電流レベルの増大が深刻なものとなる。

そこで本実施の形態では、冷陰極蛍光管１０の各々の端子側にトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bの各々を配置することで、冷陰極蛍光管１０の双方の側において、二次巻線Ｎ２から端子までの間の配線長が最小限に抑えられるようにしている。そして、これによってリーク電流のレベルとしても最小限に抑えることができるものである。
従って、このようにトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bを冷陰極蛍光管１０の両端に位置するように配置したという点でも、本実施の形態では発光効率の向上が図られていることになる。

また、以上のような本実施の形態としての蛍光管駆動装置１を備える実施の形態の液晶ディスプレイ装置２０によれば、バックライト部２３での発光効率の向上及び輝度ムラの低減、さらには薄型化が図られた液晶ディスプレイ装置を実現できる。

続いては、本発明の第２の実施の形態の蛍光管駆動装置２の構成例について、次の図５に示しておく。
なお、図５において、既に図２にて説明した部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。また、この図に示されるドライブ・制御回路５としても、先の図４にて説明したものと同様の構成が採られる。また、この場合としても、バックライト部２３には冷陰極蛍光管１０が１本のみとされた場合を例に挙げる。

図５において、第２の実施の形態の蛍光管駆動装置２としては、第１の実施の形態の場合では並列に接続されていたトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bを、直列に接続するようにしたものである。
この場合、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部は、先の図２の場合と同様に共振コンデンサＣ１の直列接続を介して、ドライブ・制御回路５内におけるスイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチングＱ２のコレクタの接続点（スイッチング出力点）に対して接続される。
そして、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、図２の場合とは異なり、ドライブ・制御回路５内のスイッチング素子Ｑ２のエミッタと直接的には接続されないものとなる。すなわち、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部に対しては、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部が接続され、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部が、ドライブ・制御回路５内のスイッチング素子Ｑ２のエミッタに対して接続される。

このような接続形態によれば、この場合のトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとは、それぞれの一次巻線Ｎ１がドライブ・制御回路５内のスイッチング出力点とスイッチング素子Ｑ２のエミッタとの間に直列に接続されることで、直列の関係により接続されることになる。
そして、上記のようにしてこれら一次巻線Ｎ１としては、各々の巻き終わり端部どうしが接続された直列接続回路として、上記スイッチング出力点とスイッチング素子Ｑ２のエミッタとの間に直列に挿入される。このことから、この場合もそれぞれの一次巻線Ｎ１は電圧供給源としてのドライブ・制御回路５に対してそれぞれ逆方向に接続されたものとなり、これによって互いに逆極性による交流電圧が得られるようになっている。
その上で、この場合としてもトランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bにおいては一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の巻方向は同方向とされることから、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10a、端子ｔ10bのそれぞれに対しては、トランスＴＲ1aの二次巻線Ｎ２とトランスＴＲ1bの二次巻線Ｎ２とに得られるそれぞれ逆の極性による交流電圧が印加されることになる。

このようにして、第２の実施の形態の蛍光管駆動装置２の構成によっても、第１の実施の形態の蛍光管駆動装置１の場合と同様に、１つのドライブ・制御回路５の出力に基づいて、冷陰極蛍光管１０の各端子にそれぞれ逆の極性による交流電圧を印加することができる。すなわち、この場合も第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができるものである。

また、図６には、本発明における第３の実施の形態としての蛍光管駆動装置３の構成例について示す。この図においても、既に図２にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。また、この場合もドライブ・制御回路５の構成としては図４に示したものと同様とされる。
第３の実施の形態の蛍光管駆動装置３としては、１つのドライブ・制御回路５により、複数の冷陰極蛍光管を駆動するように構成したものである。
この場合は、図示するように冷陰極蛍光管１０と冷陰極蛍光管１１の２本の蛍光管に対応する例が示されている。

先ず、この場合の冷陰極管駆動回路３としては、先の図２に示した構成に対して、トランスＴＲ2a、トランスＴＲ2bが追加される。これらトランスＴＲ2a、トランスＴＲ2bとしても、トランスＴＲ1a、トランスＴＲ1bと同等の特性が得られるように構成し、また一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の巻方向は同方向となるようにされる。また、これらトランスＴＲ2a、トランスＴＲ2bは、冷陰極蛍光管１１の両端に位置するようにして配置される。

この場合、トランスＴＲ2aの一次巻線Ｎ１としては、その巻き始め端部が、トランスＴＲ1aの巻き始め端部からトランスＴＲ1b側の一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部までのラインに対して接続される。さらに、このトランスＴＲ2aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部から、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部までのラインに対して接続される。つまり、これによれば、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ2aとの関係は並列となり、互いの一次巻線Ｎ１は電圧供給源に対しては同方向により接続され、同極性の交流電圧が得られる。

また、一方のトランスＴＲ2bの一次巻線Ｎ１としては、その巻き始め端部が、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部からトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部までのラインに対して接続される。そして、このトランスＴＲ2bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部からトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部までのラインに対して接続される。従って、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ2bとしても並列の関係とされるが、互いの一次巻線Ｎ１は接続方向が逆となり、それぞれ逆極性の交流電圧が得られる。

その上で、トランスＴＲ2aの二次巻線Ｎ２の巻き始め端部は、冷陰極蛍光管１１の端子ｔ11aに接続され、巻き終わり端部はアースに接続される。また、トランスＴＲ2bの二次巻線Ｎ２の巻き始め端部が冷陰極蛍光管１１の端子ｔ11bに接続され、同様に巻き終わり端部はアースに接続される。

上記のようにして、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ2aとでは、互いの一次巻線Ｎ１の（電圧供給源に対する）接続方向が同とされて、同極性の交流電圧が得られることになる。これに対して、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ2bとでは、互いの一次巻線Ｎ１の接続方向は逆とされて、逆極性の交流電圧が得られることになる。
これによって、トランスＴＲ2aとトランスＴＲ2bにおいても、各二次巻線Ｎ２に対してそれぞれ逆の極性による交流電圧を得ることができる。すなわち、これにより冷陰極蛍光管１１の端子ｔ11a、端子ｔ11bのそれぞれに対しても、逆の極性による交流電圧を印加することができる。

なお、ここでは１つのドライブ・制御回路５により複数の冷陰極蛍光管を駆動する構成例として、冷陰極蛍光管１０の両端に配置されるトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとが並列接続される構成をベースとした場合を例に挙げたが、図５に示したようにトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとを直列接続する構成をベースとした場合も同様の構成を採ることができる。つまり、この場合は、図５に示したトランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部からトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部までのラインに対して、トランスＴＲ2aの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部を接続する。また、このトランスＴＲ2aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部からスイッチング素子Ｑ２のエミッタまでのラインに対して接続する。さらに、トランスＴＲ2bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部を、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部からスイッチング素子Ｑ２のエミッタまでのラインに対して接続し、トランスＴＲ2bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部は、トランスＴＲ1aの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部からトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部までのラインに対して接続すればよい。

また、ここでは２本の冷陰極蛍光管に対応する構成を例示したが、上記と同様にトランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の各端部間を結ぶラインに対して、追加分のトランスＴＲの一次巻線Ｎ１の各端部を同様に接続していくことで、３本以上の蛍光管に対応する構成を採ることができる。
また、図５の構成を基にした場合では、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bの各一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部どうしを結ぶラインと、トランスＴＲ1bの一次巻線Ｎ１の巻き始め端部とスイッチング素子Ｑ２のエミッタとを結ぶラインに対し、追加分のトランスＴＲの一次巻線Ｎ１の各端部を同様に接続していくものとすればよい。

また、この場合もドライブ・制御回路５においては、トランスＴＲ1aの二次巻線Ｎ２に対して設けられた電流検出抵抗Ｒ１による検出出力に基づいて二次巻線電流についての安定化を行うようにされるが、上記のように各トランスＴＲの特性が同等とされていることから、この場合としても各トランスＴＲの二次巻線電流についての安定化制御を等しく行うことができる。

ここで、これまでで説明した各実施の形態では、各トランスＴＲの一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２を同じ巻方向により巻装した上で、一次巻線Ｎ１どうしを電圧供給源に対する接続方向がそれぞれ逆となるように接続し、それぞれの一次巻線Ｎ１に逆極性の交流電圧を得ることで、それぞれの二次巻線Ｎ２に逆極性による交流電圧を得るものとした。しかしながら、これに代え、一次巻線Ｎ１どうしは同じ接続方向により接続して同極性の交流電圧が得られるようにした上で、一方のトランスＴＲの一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２を異なる巻方向により巻装することによって、結果的にそれぞれの二次巻線Ｎ２に逆極性の交流電圧を得るように構成することもできる。
一例として、例えば図２に示した構成の場合では、トランスＴＲ1aとトランスＴＲ1bとで互いの一次巻線Ｎ１の巻き終わり端部どうしを接続することで逆極性となるようにしていたものを、一方の巻き終わり端部に他方の巻き始め端部を接続して同極性となるようにし、その上で、例えばトランスＴＲ1bにおいて、一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の巻方向を逆方向とする。これにより、トランスＴＲ1b側の二次巻線Ｎ２に得られる交流電圧としては、トランスＴＲ1a側の二次巻線Ｎ２に得られる交流電圧とは逆極性が得られるものとなり、冷陰極蛍光管１０の端子ｔ10aとｔ10bとにそれぞれ逆極性の電圧を印加することができる。
或いは、同様にトランスＴＲ1a側とトランスＴＲ1b側との一次巻線Ｎ１が同極性となるようにした上で、トランスＴＲ1a側において、一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２の巻方向を逆方向としてもよい。
いずれにしても、実施の形態の蛍光管駆動装置としては、各トランスＴＲでの一次巻線Ｎ１の電圧供給源（ドライブ・制御回路５）に対する接続方向や、それぞれのトランスＴＴＲでの一次巻線Ｎ１と二次巻線Ｎ２との巻方向の設定により、結果的に冷陰極蛍光管の両側から逆の極性による交流電圧を印加できるように構成されればよいものである。

また、実施の形態では、ドライブ・制御回路５の構成としてスイッチング素子を他励式により駆動する場合を例示したが、自励式により駆動する構成が採られてもよい。また、
スイッチング素子としても、トランジスタ以外にＭＯＳ−ＦＥＴが用いられてもよい。

また、実施の形態では、蛍光管駆動装置が冷陰極蛍光管について駆動する例を挙げたが、本発明としては熱陰極蛍光管について駆動する構成についても適用することができる。
また、本発明の蛍光管駆動装置としては、液晶ディスプレイ装置以外にも好適に適用することができる。

本発明における実施の形態としての液晶ディスプレイ装置の構成例について示すブロック図である。 本発明における第１の実施の形態の蛍光管駆動装置の構成例について示す図である。 実施の形態の蛍光管駆動装置において蛍光管に対して印加される電圧波形を例示した波形図である。 実施の形態の蛍光管駆動装置に備えられるドライブ・制御回路の内部構成例について示した図である。 本発明における第２の実施の形態の蛍光管駆動装置の構成例について示した図である。 本発明における第３の実施の形態の蛍光管駆動装置の構成例について示した図である。 従来の蛍光管駆動装置の構成例について示した図である。 従来の蛍光管駆動装置において蛍光管に対して印加される電圧波形を例示した波形図である。

符号の説明

１、２、３ 蛍光管駆動装置、５ ドライブ・制御回路、６ 発振・ドライブ回路、７ 比較器、１０、１１ 冷陰極蛍光管、ＴＲ1a、ＴＲ1b、ＴＲ2a、ＴＲ2b トランス、Ｎ１ 一次巻線、Ｎ２ 二次巻線、Ｑ１、Ｑ２ スイッチング素子、Ｒ１ 電流検出抵抗、Ｃ１ 共振コンデンサ、２０ 液晶ディスプレイ装置、２１ パネル駆動部、２２ 液晶パネル、２３ バックライト部、２４ 調光部、２５ 光センサ、２６ 操作部

Claims (7)

1. 直流電源電圧をスイッチングするスイッチング手段と、
   上記スイッチング手段の出力電圧に基づきそれぞれの一次巻線から二次巻線に対して励起される交流電圧として、互いが逆極性となる交流電圧を得るようにされた第１のトランスと第２のトランスとを備えると共に、
   上記第１のトランスと上記第２のトランスとが、上記蛍光管の長手方向の両端に位置するように配置された上で、上記第１のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を上記蛍光管の一方の端子に印加し、上記第２のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を蛍光管の他方の端子に印加するように構成した、
   ことを特徴とする蛍光管駆動装置。
2. 上記第１のトランスの一次巻線と上記第２のトランスの一次巻線とが、それぞれに生じる交流電圧が逆極性となるようにして上記スイッチング手段に対して接続され、
   上記第１のトランスにおける一次巻線と二次巻線との巻方向と、上記第２のトランスにおける一次巻線と二次巻線との巻方向が各々同方向とされている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光管駆動装置。
3. 上記第１のトランスの一次巻線と上記第２のトランスの一次巻線とが、それぞれに生じる交流電圧が同極性となるようにして上記スイッチング手段に対して接続され、
   上記第１のトランスと上記第２のトランスのうちの一方で一次巻線と二次巻線との巻方向が逆方向とされている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光管駆動装置。
4. さらに、上記スイッチング手段を所要の駆動周波数により駆動するスイッチング駆動手段と、
   上記第１のトランスまたは上記第２のトランスの二次巻線に流れる電流レベルを検出する検出手段を備えると共に、
   上記スイッチング駆動手段は、
   上記検出手段により検出された電流レベルに応じて上記駆動周波数を制御することにより、上記二次巻線に流れる電流レベルの安定化を図るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光管駆動装置。
5. 上記第１のトランスの一次巻線と上記第２のトランスの一次巻線との双方に対して直列となるように、共振コンデンサが接続されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光管駆動装置。
6. 上記蛍光管が複数備えられ、
   上記スイッチング手段に対して、上記第１のトランスと上記第２のトランスとの組が上記蛍光管の数に応じて複数接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光管駆動装置。
7. 少なくとも液晶パネルと蛍光管によるバックライト部とを備えて画像表示を行う液晶ディスプレイ装置であって、
   上記蛍光管を発光駆動するための蛍光管駆動部として、
   直流電源電圧をスイッチングするスイッチング手段と、
   上記スイッチング手段の出力電圧に基づきそれぞれの一次巻線から二次巻線に対して励起される交流電圧として、互いが逆極性となる交流電圧を得るようにされた第１のトランスと第２のトランスとを備えると共に、
   上記第１のトランスと上記第２のトランスとが、上記蛍光管の長手方向の両端に位置するように配置した上で、上記第１のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を上記蛍光管の一方の端子に印加し、上記第２のトランスの二次巻線に得られる交流電圧を蛍光管の他方の端子に印加するように構成した蛍光管駆動部を備える、
   ことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。

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